圖:兩款C5單抗銷售一覽,來(lái)源:錦緞研究院
得益于Soliris的開(kāi)創(chuàng)性突破,以及在補(bǔ)體抑制劑領(lǐng)域積累的平臺(tái)化迭代能力,Alexion公司成功吸引了國(guó)際制藥巨頭阿斯利康的關(guān)注。最終,阿斯利康于2020年12月以390億美元的天價(jià)完成對(duì)Alexion公司的收購(gòu),憑借Soliris與Ultomiris的核心優(yōu)勢(shì),迅速躋身補(bǔ)體領(lǐng)域龍頭地位,化身全球“補(bǔ)體之王”。
當(dāng)然,盯上補(bǔ)體賽道巨大潛力的制藥巨頭并非只有阿斯利康,諾華、羅氏、賽諾菲、武田等國(guó)際藥企也紛紛布局,在補(bǔ)體靶向藥物領(lǐng)域押注重兵,推動(dòng)補(bǔ)體治療領(lǐng)域進(jìn)入多元化競(jìng)爭(zhēng)時(shí)代。
水能載舟,亦能覆舟。
正常情況下,補(bǔ)體系統(tǒng)能協(xié)助抗體和免疫細(xì)胞清除體內(nèi)的“敵人”(如病原體、異常細(xì)胞);可一旦補(bǔ)體系統(tǒng)過(guò)度激活或功能失調(diào),就會(huì)引發(fā)炎癥風(fēng)暴、組織損傷等一系列疾病,涵蓋溶血性疾病、炎癥性疾病、神經(jīng)退行性疾病、眼科疾病等多個(gè)領(lǐng)域。
基于“補(bǔ)體異常激活與疾病密切相關(guān)”的特性,只要能阻止補(bǔ)體異常激活,就能有效遏制相關(guān)疾病的發(fā)生。因此,補(bǔ)體系統(tǒng)的三條激活途徑,不僅是補(bǔ)體發(fā)揮作用的核心,更是藥企開(kāi)發(fā)補(bǔ)體靶向藥物的主要靶點(diǎn)方向。這三條激活途徑的核心目標(biāo)高度一致——最終形成具有細(xì)胞毒性的膜攻擊復(fù)合體(MAC),而MAC正是補(bǔ)體系統(tǒng)發(fā)揮免疫效應(yīng)、造成細(xì)胞損傷的直接關(guān)鍵。
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圖:三大激活途徑,來(lái)源:財(cái)通證券
(1)經(jīng)典途徑
經(jīng)典途徑是人類最早發(fā)現(xiàn)的補(bǔ)體激活途徑,其激活依賴于結(jié)合到抗原上的特定抗體。補(bǔ)體蛋白C1(由C1q骨架、C1r和C1s蛋白酶組成)接收到激活信號(hào)后,會(huì)與抗體結(jié)合,同時(shí)釋放出C1r和C1s兩種蛋白酶。
激活后的C1s會(huì)裂解級(jí)聯(lián)反應(yīng)中的下一種補(bǔ)體蛋白C4,產(chǎn)生大片段C4b和小片段C4a。其中,C4b會(huì)與補(bǔ)體蛋白C2結(jié)合,隨后被附近的C1s分子裂解,生成可溶性C2b片段和較大的C2a片段,C2a會(huì)在細(xì)胞表面與C4b結(jié)合,形成C4b2a復(fù)合物——這就是經(jīng)典途徑中的C3轉(zhuǎn)化酶,其核心功能是結(jié)合并水解裂解補(bǔ)體蛋白C3。C3被裂解后,會(huì)產(chǎn)生大片段C3b和小片段C3a;C3b進(jìn)一步結(jié)合到C4b2a復(fù)合物上,形成C4b2a3b復(fù)合物,而這一復(fù)合物正是補(bǔ)體系統(tǒng)中的C5轉(zhuǎn)化酶。
如前文所述,補(bǔ)體激活的最終目的是形成MAC,而C5轉(zhuǎn)化酶正是誘導(dǎo)MAC形成的關(guān)鍵。C5轉(zhuǎn)化酶會(huì)將補(bǔ)體蛋白C5裂解為C5a和C5b,其中C5b會(huì)依次結(jié)合補(bǔ)體蛋白C6、C7、C8、C9,最終形成結(jié)構(gòu)復(fù)雜且具有活性的膜攻擊復(fù)合體(MAC)。
(2)旁路途徑(替代途徑)
與經(jīng)典途徑依賴抗體激活的特性不同,旁路途徑無(wú)需抗體參與即可激活,通常在病原體感染的早期階段發(fā)揮先天免疫作用,快速抵御病原體入侵。
旁路途徑的激活并非由補(bǔ)體蛋白C1發(fā)起,而是直接由補(bǔ)體蛋白C3b啟動(dòng)。血漿中的補(bǔ)體蛋白C3,除了會(huì)被C3轉(zhuǎn)化酶裂解外,在正常生理狀態(tài)下,也會(huì)以極低的速率自然裂解,持續(xù)產(chǎn)生少量C3b,為旁路途徑的激活做好準(zhǔn)備。
當(dāng)C3b識(shí)別并結(jié)合到病原體表面時(shí),會(huì)通過(guò)自身的硫酯域與病原體細(xì)胞表面共價(jià)連接(形成酰胺鍵或酯鍵)。這種結(jié)合會(huì)導(dǎo)致C3b的構(gòu)象發(fā)生改變,暴露出新的結(jié)合位點(diǎn),進(jìn)而與血漿中的因子B結(jié)合;隨后,二者形成的復(fù)合物會(huì)被血漿中的絲氨酸蛋白酶因子D裂解,產(chǎn)生大片段Bb。Bb與C3b持續(xù)結(jié)合,形成C3bBb復(fù)合物,這就是旁路途徑中的C3轉(zhuǎn)化酶,能夠持續(xù)裂解血漿中的C3分子,產(chǎn)生更多C3b。
隨著C3b的不斷生成,部分C3b會(huì)進(jìn)一步結(jié)合到C3bBb復(fù)合物上,形成C3bBbC3b復(fù)合物,它亦是一種C5轉(zhuǎn)化酶,與經(jīng)典途徑中的C5轉(zhuǎn)化酶功能一致,后續(xù)會(huì)裂解C5,啟動(dòng)MAC的形成過(guò)程。
(3)凝集素途徑
凝集素途徑是補(bǔ)體系統(tǒng)的第三條激活途徑,其獨(dú)特之處在于,激活并非由補(bǔ)體蛋白發(fā)起,而是由血漿中的MBL分子(甘露糖結(jié)合凝集素)啟動(dòng)。與旁路途徑類似,這條途徑也無(wú)需抗體參與,MBL分子可直接識(shí)別病原體表面的糖蛋白結(jié)構(gòu),進(jìn)而啟動(dòng)補(bǔ)體激活。
從分子結(jié)構(gòu)來(lái)看,MBL分子與補(bǔ)體C1分子高度相似,其分子骨架上結(jié)合了兩種蛋白酶MASP1(甘露糖結(jié)合凝集素相關(guān)絲氨酸蛋白酶1)和MASP2(甘露糖結(jié)合凝集素相關(guān)絲氨酸蛋白酶2)。
當(dāng)MBL分子的骨架與病原體表面的糖蛋白結(jié)合后,會(huì)激活并釋放出這兩種蛋白酶;其中,MASP2是裂解補(bǔ)體蛋白C4和C2的關(guān)鍵蛋白酶,其作用機(jī)制與經(jīng)典途徑中的C1s一致,后續(xù)會(huì)誘導(dǎo)與經(jīng)典途徑完全相同的補(bǔ)體級(jí)聯(lián)反應(yīng),最終形成C3轉(zhuǎn)化酶、C5轉(zhuǎn)化酶,并生成MAC。
補(bǔ)體藥物賽道熱度持續(xù)攀升,成為生物醫(yī)藥領(lǐng)域的新增長(zhǎng)極,但人類對(duì)補(bǔ)體系統(tǒng)的探索與藥物研發(fā)仍停留在初級(jí)階段。截至目前,全球共有十款補(bǔ)體靶向藥物獲批上市,其中多達(dá)6款聚焦補(bǔ)體C5靶點(diǎn),占據(jù)主導(dǎo)地位;C3、C1s、C5aR、CFB(B因子)、MASP-2靶點(diǎn)則各有1款藥物獲批,形成“一主多輔”的成藥格局。
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圖:全球在售補(bǔ)體藥物一覽,來(lái)源:錦緞研究院
深入拆解補(bǔ)體系統(tǒng)的三大激活途徑后,藥企當(dāng)前的研發(fā)布局便不足為奇——其核心關(guān)注焦點(diǎn)集中在兩大方向:補(bǔ)體激活終末環(huán)節(jié)的核心因子,以及各途徑起始階段的關(guān)鍵因子,精準(zhǔn)貼合補(bǔ)體級(jí)聯(lián)反應(yīng)的運(yùn)作邏輯。
縱觀補(bǔ)體系統(tǒng)的經(jīng)典途徑、旁路途徑與凝集素途徑,三者雖激活起始方式不同,但最終均以裂解補(bǔ)體C5為核心目的,進(jìn)而形成膜攻擊復(fù)合體(MAC)發(fā)揮作用。因此,針對(duì)核心因子C5開(kāi)展藥物研發(fā),相當(dāng)于直擊補(bǔ)體異常激活的“要害”,能夠高效阻斷補(bǔ)體介導(dǎo)的組織損傷。
正是基于對(duì)這一機(jī)制的精準(zhǔn)把握,全球首款補(bǔ)體C5藥物Soliris(依庫(kù)珠單抗)才得以實(shí)現(xiàn)超高銷售峰值,成為罕見(jiàn)病領(lǐng)域的“重磅炸彈”藥物。后續(xù)上市的C5靶點(diǎn)藥物,大多圍繞用藥依從性進(jìn)行迭代升級(jí),比如縮短給藥周期、將傳統(tǒng)靜脈輸注改為更便捷的皮下注射,進(jìn)一步提升患者用藥體驗(yàn)。目前,阿斯利康正全力推進(jìn)第三代補(bǔ)體C5藥物gefurulimab(研發(fā)代號(hào)ALXN1720)的研發(fā)工作,該藥物為每周注射一次的皮下注射劑型,目前已進(jìn)入III期臨床階段,有望進(jìn)一步突破前兩代藥物的局限。
除核心因子C5外,補(bǔ)體激活各途徑的起始因子,也是藥企布局的重點(diǎn)方向。例如,經(jīng)典途徑的起始關(guān)鍵因子C1s、旁路途徑的核心樞紐C3,凝集素途徑的MASP2,均已有對(duì)應(yīng)獲批藥物,實(shí)現(xiàn)了補(bǔ)體藥物從終末環(huán)節(jié)向上游環(huán)節(jié)的拓展,也降低了終末環(huán)節(jié)完全阻斷可能帶來(lái)的感染風(fēng)險(xiǎn)。
綜合來(lái)看,目前人類對(duì)補(bǔ)體系統(tǒng)的認(rèn)知、對(duì)補(bǔ)體藥物的研發(fā)仍僅處于初級(jí)階段,補(bǔ)體三大激活途徑中,仍存在大量未被挖掘的靶點(diǎn)與臨床空白,破局機(jī)會(huì)廣闊。隨著全球藥企研發(fā)投入的持續(xù)加大、補(bǔ)體激活機(jī)制的不斷明晰,以及適應(yīng)癥從罕見(jiàn)病向IgA腎病、眼科疾病等常見(jiàn)病的拓展,全球補(bǔ)體藥物極有可能在未來(lái)幾年迎來(lái)關(guān)鍵爆發(fā)期,推動(dòng)補(bǔ)體治療領(lǐng)域進(jìn)入多元化發(fā)展的新階段,也為更多補(bǔ)體介導(dǎo)疾病患者帶來(lái)新的治療希望。
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